2021 Fiscal Year Annual Research Report
X-ray Observations of Sub-Relativistic Particles for the Energy Source of High Activity in the Central Region of the Milky Way Galaxy
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21H04493
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
鶴 剛 京都大学, 理学研究科, 教授 (10243007)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
信川 正順 奈良教育大学, 理科教育講座, 准教授 (00612582)
田中 孝明 甲南大学, 理工学部, 准教授 (20600406)
武田 彩希 宮崎大学, 工学部, 准教授 (40736667)
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| Project Period (FY) |
2021-04-05 – 2025-03-31
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| Keywords | 天の川銀河中心領域 / 拡散Ｘ線放射 / フェルミバブル / XRISM衛星 / X線SOIPIX |
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| Outline of Annual Research Achievements |
天の川銀河中心領域(GC)から，拡がったX線プラズマの熱的活動や，GeVのフェルミバブルなどの相対論的非熱的活動が発見されている．これらの活動のエネルギー源は何であろうか？この問いに答える鍵は，熱的から非熱的への移行フェーズである準相対論的粒子にある．申請者らは最近，準相対論的粒子からの中性鉄K輝線と，硬X線帯域の非熱的制動放射を初めて検出した．さらに申請者は，準相対論的イオンの多重電離が作る中性鉄KαLi構造の精密分光から，重イオン組成を決める方法を発案した．本研究では，これらの放射成分をXRISMとNuSTARで観測し，準相対論的陽子と電子の空間分布，エネルギー総量，重イオン組成等を初めて決め，GCの高エネルギー活動のエネルギー源に制限を与える．加えて広域サーベイを可能とする広視野・高感度硬Ｘ線検出器の実現のため，独自のデジタルX線SOIPIX素子を開発する．今年度は，(1) 2023年度に打ち上げるXRISM衛星の観測計画を立案するために，XMM-Newtonによって行われたGCの観測データをすべて集め，連続成分および，Mg, Si, S, Feの各放射輝線における広域マップを作成した．その結果，Fe-K輝線の透過幅の非常に大きい構造を検出した．．(2) GCの拡がったX線プラズマの起源解明のため，電荷交換反応によるX線放射の観測の検討を開始した．(3) デジタルX線SOIPIX素子の実現に向け，素子に内蔵するDACおよび定電流源の設計とTEGの試作を行った．(4) 従来，小型のX線SOIPIX素子を大型化することで性能劣化が見られた．これを解決するため，過去の大型素子の設計を再検討し，原因の抽出を行った．これを解決した大型素子「XRPIX-X」の設計と試作を行った．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究の推進のために，XRISM衛星の実現が必要であるが，その開発は順調であり，予定通りの2023年度の実現が見込まれており，特に問題はない．XRISMによるGC観測計画立案のために，従来の衛星のGCの観測データの総まとめ解析を開始しており，2021年度はXMM-Newtonを行った．その結果，特異な構造を複数検出することができた．本研究室で並行して進めている超新星残骸のデータ解析をヒントに得て，GCにおける電荷交換反応によるＸ線放射の可能性の検討を新たに始めた．デジタルX線SOIPIXの開発は，完成に向けた年次計画通りに順調に進んでいる．以上から，概ね順調に進展していると判断した．
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| Strategy for Future Research Activity |
XMM-NewtonのGCマッピングから検出した特異な構造を持つ領域の解析を進め，論文としてまとめたいと考えている．これに続いて，他の既存の衛星のGCのアーカイバルデータの解析もすすめたいと考えている．GCにおける電荷交換反応によるＸ線放射の可能性を引き続き検討し，可能なら既存の衛星データでそのX線放射の兆候の検出を試みる．デジタルX線SOIPIX素子の開発として施策したDAC・定電流源を搭載TEGとXRPIX-Xの性能評価を行う．また，シーケンサ部の設計を行い，TEGの試作を行う．これらをまとめた素子の試作を2023年度に行う方向で開発を推進する．
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[Presentation] X 線分光撮像衛星 (XRISM) 搭載軟 X 線撮像装置 (Xtend) の開発の現状 (7)2022
Author(s)
萩野浩一 (東京理科大学), 内田裕之 (京都大学), 田中孝明 (甲南大学), 鶴剛 (京都大学), 松本浩典 (大阪大学), 岡島崇(NASA/GSFC), 吉田鉄生, 米山友景, 石田学, 前田良知 (ISAS/JAXA), 村上弘志 (東北学院大学), 信川正順 (奈良教育大学), 信川久実子 (近畿大学), 他 XRISM/Xtend チーム
Organizer
日本天文学会 2022年春季大会
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[Presentation] X 線分光撮像衛星 (XRISM) 搭載軟 X 線撮像装置 (Xtend) の開発の現状 (6)2021
Author(s)
冨田洋 (ISAS/JAXA), 林田清 (大阪大学), 森浩二 (宮崎大学), 鶴剛 (京都大学), 田中孝明 (甲南大学), 岡島崇 (NASA/GSFC),石田学, 前田良知, 堂谷忠靖, 尾崎正伸, 吉田鉄生, 米山友景 (ISAS/JAXA), 内山秀樹 (静岡大学), 山岡和貴 (名古屋大学), 信川正順 (奈良教育大学), 他XRISM/Xtend チーム
Organizer
日本天文学会 2021年秋季大会
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